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摘要:由于地区存在差异性,所以在对于岩土工程进行施工的过程中,会出现局部地区的高填深挖问题,从而导致岩土工程出现高边坡。在既有的工程建设项目中仍旧还存在大量的高填方边坡,在通过处理原状土之后,可以将其应用到填方工程中,但是因为其原装结构已经被损坏,所以会在工程特性方面出现一定区别,而土石颗粒之间具有孔隙,导致很难压实,如果无法实施有效的处理,将会导致边坡存在较多的安全隐患。本文对岩土工程中高填方边坡的稳定性分析与治理措施进行探讨。
关键词:岩土工程;高填方边坡;稳定性;治理措施
1边坡稳定性相关理论分析
边坡稳定性受很多因素的影响,不同的地层岩性使边坡工程的边坡表现出了不同的变形破坏形式。边坡的表面形态以及边坡的几何形状都是对边坡稳定性产生影响的重要因素。如果边坡表面坡度增加,那么坡面和破顶之间的应力范围也会扩大,坡脚的剪切应力也加大,经过推理得出,边坡的稳定性会随着坡度的增加而变差。边坡变形的情况会受岩层褶皱形态的直接影响,对于地质构造复杂的边坡来说,其稳定性通常会比较差。在岩土工程施工中边坡稳定性受到破坏而发生变形的重要因素包括水对边坡岩土的影响,水会与岩土内的矿物质发生物理或者化学反应,这样岩土内的矿物质成分会发生变化导致岩土体松散。爆破产生的振动作用会在瞬间对边坡的应力场进行改变,使岩土体的抗剪能力会被大大降低,导致边坡几何结构发生变形,这些都会直接影响边坡的稳定性。
2高填方边坡稳定性分析及治理措施研究
2.1基于极限平衡法的高填方边坡稳定性分析
黏性土坡发生稳定性的变化而被破坏的基本形式中以圆弧滑动面为主,在岩土工程施工设计中把滑动面假设成圆弧面,可以有效地对边坡的稳定性进行分析。基于圆弧面的边坡稳定性分析方法中主要采用瑞典条分法、简化毕肖普法和简布法等。本文对岩土工程中的高填方边坡进行研究,采用基于圆弧滑裂面假设的方法,对高填方边坡稳定性进行分析。在工程施工中如果不考虑水压力的影响,瑞典条分法可以采用总压力强度对高填方边坡进行指标分析,这样计算结果比较精确。简化毕肖普法在应用时虽然忽略了土条之间的相互作用,但是计算结果没有受到影响,还是与实际情况比较接近的。边坡稳定分析方法经过不断的研究和发展,目前主要采用极限平衡法,极限平衡方法作为定量分析的一种常用方法,可以对边坡的稳定性进行量化分析,是一种被广泛应用的边坡稳定分析方法。极限平衡分析方法可以针对岩土体边坡的稳定性进行准确的分析,极限平衡分析方法中的瑞典条分法是基于圆弧滑裂面的一种边坡稳定性分析方法。瑞典条分法的原理是先对边坡的单位长度进行选取,然后把计算分析中的空间问题转变为简单的平面问题进行解决。对土条进行受力分析得出安全系数:
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(1)
式中,F为安全系数;i、j为进行划分的土条的编号;ET为总体的下滑受力;Ti为岩土地基内的抗滑力;Tj为高边坡填土内坑的抗滑力。瑞典条分法比较适合应用于对具有黏性特点的岩土边坡土体进行分析。在边坡稳定性分析中极限平衡分析方法中的简布法,主要应用于对滑动面非圆弧形的边坡稳定性进行分析。简布法采用迭代计算的方法进行求解,选择很多的滑动面来计算,选取安全系数最小的滑动面作为边坡危险滑动面,这时选取的边坡安全系数才是和实际情况最接近的安全系数。简布法可以满足全部的平衡条件,这样在计算结果上相对要准确。简布法在应用时考虑土条之间的相互作用,并且在计算时严格满足平衡条件的要求,所有的计算都通过计算机完成,计算结果与实际情况比较接近。基于极限平衡法的高填方边坡稳定性分析采用稳定性分析方法,如图1所示。
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图1 基于极限平衡法的高填方边坡稳定性分析方法
2.2边坡治理设计选型
(1)抗滑桩支挡设计:抗滑桩主要承受水平荷载,可对其按照弹性桩理论进行计算。布设抗滑桩时,要综合考虑边坡的地质条件、滑动面坡度、滑动土层的厚度、桩所受到的推力的大小等因素。桩间距可按两桩间土体与两侧被桩所阻止滑动的土体的摩阻力不少于桩所承受的滑坡推力来估算,以使桩间滑体具有足够的稳定性。根据经验,对于土层或软质岩层,锚固深度取l/3~1/2桩长比较适合。(2)“坡率+格构式锚杆”支挡设计:坡率法是控制边坡的高度和坡度、无需对边坡整体进行支护而自身稳定的一种扔放坡设计方法。但是,单独采用坡率法的可靠性很低。本工程采用坡率法提高边坡的稳定性,降低边坡的下滑力后,再采用格构式锚杆支挡结构,控制边坡的稳定,确保达到安全可靠的效果。根据场地岩土条件,建议杂填土放坡坡率不小于1∶1.25。(3)边坡上部“坡率+格构式锚杆”+边坡下部“抗滑桩”复合支挡设计:对本工程边坡上段采用“坡率+格构式锚杆”,提高边坡的稳定性,降低边坡的下滑力后,边坡下段再采用“抗滑桩”支挡结构,控制边坡的稳定,确保达到安全可靠的效果。在边坡支挡设计阶段,对上述3种支挡结构,应结合现场工程条件,进行相关经济技术比较,择优确定最适宜的支挡结构。
2.3岩土工程高填方边坡的治理措施
在对岩土工程施工的时候,要就边坡地质可能会出现的变形采取治理措施。由于破坏边坡的稳定性而导致的变形问题,其原因主要就是因为岩土体受到破坏,所以,提高岩土体的抗剪水平非常重要。抗剪能力的提高可以增强应力强度,从而增强边坡的稳定性。边坡地层结构中含有许多的特殊风化矿物质成分,而这些物质的存在将会导致边坡容易出现滑动带,从而导致边坡非常容易出现滑动,影响到边坡的稳定性。锚固工程治理措施能够有效地预防边坡预应力损失,所以非常适合应用在边坡浅层的保护中。而抗滑桩能够有效的控制边坡滑动,将抗滑桩安装在边坡体内,从而使边坡的稳定性可以得到有效的加强效果。另外,在进行抗滑桩的施工环节时,不仅需要在边坡的坡脚固定抗滑桩,还需要与土体削坡相结合。护坡工程能够避免边坡表面层受到破坏,对于边坡起到良好的保护效果。在岩土工程高填方边坡实施护坡的过程中,可以采用削方措施来保护坡面。而水会不断地冲蚀坡面,从而导致岩土边坡的稳定性受到影响,所以,对于边坡采取坡内排水等相关措施,可以保障边坡岩体保持良好的干燥效果,从而有效的避免水因素对于边坡的稳定性所产生的影响。
结束语
随着当前工程施工中基础设施建设的规模不断的增加,而因为地区特征具有较大的差异性,所以在对于岩土工程进行施工的过程中,会出现许多高边坡,而边坡自身的稳定性,则会对于岩土工程的基础设施建设造成直接影响。岩土工程中对于边坡实施加固方法可以有效的处理高填深坑的问题,而通过加固边坡能够保障边坡自身的稳定性,从而避免边坡出现变形之后对于土体造成的破坏。本文主要分析了基于极限平衡法的高填方边坡稳定性,然后简单地论述了边坡稳定性理论,最后基于高填方边坡稳定性提出岩土工程高填方边坡的治理措施。
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